EP0011157B1 - Vorrichtung zur Fertigung von Formteilen aus Schaumkunststoffen - Google Patents

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EP0011157B1
EP0011157B1 EP79104088A EP79104088A EP0011157B1 EP 0011157 B1 EP0011157 B1 EP 0011157B1 EP 79104088 A EP79104088 A EP 79104088A EP 79104088 A EP79104088 A EP 79104088A EP 0011157 B1 EP0011157 B1 EP 0011157B1
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EP
European Patent Office
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die
hot
mold cavity
mould cavity
cold
Prior art date
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EP79104088A
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EP0011157A1 (de
Inventor
Dieter Heitz
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Ea Heitz Firma
Original Assignee
Ea Heitz Firma
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Publication date
Application filed by Ea Heitz Firma filed Critical Ea Heitz Firma
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Publication of EP0011157A1 publication Critical patent/EP0011157A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/44—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form
    • B29C44/445—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form in the form of expandable granules, particles or beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/10—Applying counter-pressure during expanding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3415—Heating or cooling
    • B29C44/3426—Heating by introducing steam in the mould

Definitions

  • the present invention relates to a device for producing molded parts of any shape from foam plastics, preferably expandable polystyrene, in which the molding is carried out in two separate mold cavities, one of which has a core and a hood, one of which is constantly hot and the other is constantly hot is kept cold, in such a way that foam plastic beads are filled into the hot mold cavity and these are connected to a preform by supplying a heating medium, preferably water vapor, whereupon this still plastic and labile preform, which does not necessarily have to correspond to the desired, final shape, the cold Mold cavity is passed for final shaping and stabilization.
  • foam plastics preferably expandable polystyrene
  • the hot mold cavity has a temperature which is sufficiently above the order of magnitude of the room temperature.
  • the cold mold cavity has a temperature that is in the order of magnitude of room temperature.
  • Such devices for the production of molded parts are used to produce series of molded parts of any predetermined shape.
  • the device is intended to deliver the molded parts in an orderly manner, starting from the pre-expanded material, in one production step.
  • the molded parts are made of foam plastic, preferably expandable polystyrene, and serve primarily as packaging parts for industrial and consumer goods, and for purposes of mechanical or thermal insulation, and they are particularly characterized by good thermal and mechanical protection of the parts to be packaged or insulated with little Show weight and reasonable price.
  • the disadvantage of the first-mentioned method is a very high energy consumption and very long production intervals, both of which are caused by the alternating heating and cooling of a single mold cavity.
  • the second method which is implemented by the device described in DE-A-1 922 261
  • this device uses two molding stations arranged next to one another, the one prefabricated in a flat, hot molding station , still deformable blank by means of a frame which forms part of the hot molding station, is brought into the second adjacent, cold molding station, this frame with the blank located therein being moved between heated plates or rollers in order to prevent uncontrolled foaming of the blank .
  • DE-A-2 622 903 discloses a device according to the preamble of claim 1, both of which also use a hot molding station and a cold final molding station.
  • a blank is also made in the hot mold cavity by filling and heating. This blank is then removed from the hot mold cavity and can expand freely before it is placed in the cold mold cavity.
  • This device has significant disadvantages in that the blank changes not only its dimensions but also its shape after removal from the hot mold cavity, which makes insertion into the cold mold cavity very difficult and often even impossible.
  • the blank cools after removal from the hot mold cavity and before the on already transfer into the cold mold cavity and it is difficult to stabilize in the cold mold cavity to the desired final shape.
  • the expansion between the two mold cavities has an extremely unfavorable effect on the design of these mold cavities. Since the blank can change its dimensions and sometimes also its shape after removal from the hot mold cavity, it is necessary to give the cold mold cavity different dimensions than the hot mold cavity.
  • the object of the device according to the invention is to achieve the simplest possible transfer of the blanks which have already been preformed in the hot mold cavity into a cold mold cavity while avoiding uncontrollable bloating and deformation of the blanks between the cavities.
  • a device should be created which allows not only to produce flat but also voluminous foam bodies, such as boxes, buckets and packaging profile bodies adapted to certain goods.
  • an automatic, reliable stacking of the molded foam parts should be achieved.
  • the movements of the individual elements of the device should be kept as simple as possible, and the mass forces to be overcome in the sense of fast production intervals should be kept as small as possible by means of small weights to be moved.
  • the device according to the invention also has two separate mold cavities, one of which is filled with foam beads and these foam beads are connected to a still plastic but already preformed molded body by supplying a heating medium, while the second molding station after transferring the molded body through it Cooling stabilized in its final form. While the first mold cavity remains hot and only slight radiation losses have to be compensated for by supplying a heating medium, the second mold cavity remains constantly cold to stabilize the still deformable preform. As a result, the time periods required for the alternate heating and cooling of a single mold cavity are eliminated, and so is the considerable energy consumption.
  • the solution to the problem is that the core of only one of the two mold cavities on the hood and the core of the other mold cavity is arranged in the die; the core of the hot mold cavity can be arranged on the hood of the hot mold cavity, while the core of the cold mold cavity is arranged in the die of the cold mold cavity, or the core of the cold mold cavity can be arranged on the hood of the cold mold cavity, while the core of the hot mold cavity is arranged in the die of the hot mold cavity.
  • the two mold cavities according to the invention lie one behind the other in an alignment line and the hoods of the two mold cavities are arranged on a center table which can be moved out of this alignment line, as is specified in detail in the characterizing part of claim 1.
  • the foam body formed in the hot mold cavity can thus be easily and quickly transported directly to the cold mold cavity for stabilization.
  • the hoods of the hot and cold mold cavities are removed at the same time.
  • the hood of the cold mold cavity carries the stabilized foam body out of the closing level from the previous work step.
  • the hoods of the mold cavities are preferably located on a common sliding table, which is arranged perpendicular to the line of alignment in which the two mold cavities lie.
  • the hot mold cavity can be designed such that the moving table of the hot mold cavity, which is movable in the alignment line, carries the die of the hot mold cavity and the center table the hood of the hot mold cavity with the core.
  • the cold mold cavity is then designed in such a way that the die of the cold mold cavity, which is fixed on the movable mold table of the cold mold cavity, also contains the core, while the hood of the cold mold cavity, which is fastened on the center table, forms a more or less smooth plate enables a direct transfer of the hot, still very well preformable blank from the die of the hot mold cavity surrounding it to the die of the cold mold cavity surrounding it, without the blank being deformed or expanding in an uncontrollable manner.
  • the device according to the invention thus achieves the object while avoiding the disadvantages mentioned and obtaining considerable advantages, in particular with regard to simplicity and speed of the movements and accuracy of the guides.
  • FIG. 1 The mode of operation of the device according to the invention is explained in detail by way of example in FIG. 1, with 1 and 2 denoting two independently movable, horizontally movable travel tables, 3 an extendable or swiveling center table, 4 the die and 5 the hood of the hot mold cavity and 7 the die and 6 denote the hood of the cold mold cavity.
  • the core 17 in the die 7 corresponds to the cold mold cavity on the moving table 2
  • the cold mold cavity corresponds to the core 17 of the hood 5 of the hot mold cavity on the center table.
  • This core 17 can have any shape.
  • the core 17 is rigidly connected to the bottom 15 of the cold mold cavity or the hood 5 of the hot mold cavity.
  • FIG. 2 shows a very corresponding embodiment of the invention; it differs from the illustration shown in FIG. 1 in that the temperatures of the two mold cavities are interchanged.
  • the core 17 of the cold mold cavity is accordingly arranged on the hood 55 of the cold mold cavity.
  • the cold mold cavity is formed from the die 44 of the cold mold cavity and the hood 55 of the cold mold cavity.
  • the core 17 of the hot mold cavity is arranged in the die 77 of the hot mold cavity.
  • the hot mold cavity is formed by the die 77 of the hot mold cavity and the hood 66 of the hot mold cavity.
  • the die 77 of the hot mold cavity is arranged on the travel table 2 and the die 44 of the cold mold cavity on the travel table 1.
  • the hood 55 of the cold mold cavity and the hood 66 of the hot mold cavity are arranged on the center table 3.
  • the mode of operation of this embodiment is quite analogous to that shown in FIG. 1 and described above.
  • FIG. 3 shows, for example, a possible design of the center table 3 of the device according to the invention according to FIG. 1, a stationary center table of the device being assumed here.
  • the center table 3 In a frame 8, the center table 3 is guided, 5 would accordingly be the hood 5 of the hot mold cavity when viewed along line aa 'of FIG.
  • this center table 3 can also be arranged so that it can be moved out laterally or pivoted out.
  • the center table 3 can also be arranged horizontally if the alignment line 16 of the device according to the invention is arranged vertically; it has been shown that the device according to the invention still functions smoothly.
  • the task of the middle table 3 in de invention must always be a device to enable the two travel tables 1 and 2 to move directly against one another and the direct and controllable transfer of the preform from the die 4 of the hot mold cavity into the die 7 of the cold mold cavity.
  • Figure 4 shows, for example, a possible additional equipment of the device according to the invention according to Figure 1, u, to allow a fully automatic removal and subsequent stacking of the molded parts 11.
  • Denoted by 9 are a preform that has just been transferred from the die 4 of the hot mold cavity into the die 7 of the cold mold cavity and 10 is a molded part stabilized in the cold mold cavity formed from the hood 6 and the die 7, which is formed when the two travel tables 1 and 2 was transferred from the die 7 to the hood 6 of the cold mold cavity in the previous manufacturing step and was removed when the center table 3 was extended from the closing plane.
  • a pulling and pushing device 12 when the center table 3 is later retracted into the closing plane, serves to stack the molded parts by simply moving forward through the space cleared from the central table 3 and thereby pushing into a stacking device 13 which laterally clamps the molded parts 11.
  • FIGS. 5-8 show a possible embodiment of the two mold cavities.
  • the hood 5 of the hot mold cavity and the hood 6 of the cold mold cavity are fastened to the extendable or pivotable center table 3.
  • these dies are equipped with movable or displaceable bottoms 14, 15.
  • FIGS. 5-8 show a preform 9 on its way from the hot mold cavity into the cold mold cavity to the stabilized molded part 10. That in FIG. 5 there can still be a stabilized molded part in the cold mold cavity formed from hood 6 and base 15, and in FIG. 8 a preform in which the hot mold cavity formed from the base 14, die 4 and hood 5 can already be produced was not taken into account.
  • the device according to the invention according to FIG. 1 is in the closed position in FIGS. 5 and 8 with the center table 3 retracted into the closing plane, in FIGS. 6 and 7 in the closed position with the center table 3 moved out of the closing plane.
  • FIG hot mold cavity produced preform 9 when closing the device with extended center table 3 surrounded by a mold cavity formed from the die 4 with the bottom 14 of the hot mold cavity and the bottom 15 of the cold mold cavity. With parallel movement or displacement of the bottoms 14, 15 of both mold cavities, the preform 9 is transferred from the hot mold cavity to the cold mold cavity, with complete control and rejection of an uncontrollable expansion and associated deformation.
  • Molding tools according to this exemplary embodiment described in use on the device according to the invention also enable the production of deeper shaped parts such as boxes and boxes.
  • the device according to the invention described above allows the production of molded foam parts in extremely short production intervals with extremely low energy consumption.
  • the production intervals for today's devices are approx. 140 to 150 seconds, the steam consumption per molded part approx. 7.3 kg (saturated steam 2.5 bar).
  • the production intervals in the device according to the invention are at most 42 seconds, the steam consumption per molded part is approximately 0.92 kg.
  • the molded parts are not only produced rationally, but also without any delay in the production intervals auto matically removed and stacked ready for packaging.
  • Foam moldings such as those produced with the device according to the invention, have so far been predominantly ejected only from one mold half and had to be picked up and stacked by hand.
  • the resulting costs can amount to up to 40% of the total manufacturing costs and are now eliminated when using the device according to the invention, as is the usual extension of the production interval.

Landscapes

  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fertigung von beliebig gestalteten Formteilen aus Schaumkunststoffen, vorzugsweise expandierbarem Polystyrol, bei der die Formgebung in zwei voneinander getrennten jeweils eine Matrize, einen Kern und eine Haube aufweisenden Formkavitäten erfolgt, von denen die eine ständig heiß und die andere ständig kalt gehalten wird, dergestalt, daß in die heiße Formkavität Schaumkunststoffkügelchen gefüllt und diese durch Zuführung eines Heizmediums, vorzugsweise Wasserdampf, zu einem Vorformling verbunden werden, worauf dieser noch plastische und labile Vorformling, der nicht unbedingt der gewünschten, endgültigen Form entsprechen muß, der kalten Formkavität zwecks endgültiger Formgebung und Stabilisierung übergeben wird.
  • Die heiße Formkavität besitzt eine Temperatur, die hinreichend oberhalb des Größenordnungsbereiches der Raumtemperatur leigt. Demgegenüber besitz die kalte Formkavität eine Temperatur, die im Größenordnungsbereich der Raumtemperatur liegt.
  • Solche Vorrichtungen zur Fertigung von Formteilen dienen dazu, Serien von Formteilen von beliebiger, vorbestimmter Form herzustellen. Die Vorrichtung soll kostensparend in einem Fertigungsgang von dem vorexpandierten Material ausgehend die Formteile in geordneter Weise abgeben. Die Formteile sind aus Schaumkuststoff, vorzugsweise expandierbarem Polystyrol, und dienen überwiegend als Verpackungsteile für Industrie-und Konsumgüter, sowie für Zwecke der mechanischen oder thermischen Isolation, wobei sie sich besonders durch einen guten thermischen und mechanischen Schutz der zu verpackenden oder zu isolierenden Teile bei geringem Gewicht und günstigen Preis auszeichnen.
  • Bisher wurden solche Formteile überwiegend in Vorrichtungen mit nur einer Formkavität gefertigt, in die die Kügelchen eingefüllt, durch Zuführung des Heizmediums aufgeheizt und die Formkügelchen zu einem Formkörper verbunden und durch Abkühlung diese Formkörper stabiliziert werden. Eine Fortentwicklung dieser Methode (siehe DE-A-1 922 261) verwendet zwei Formkavitäten, von denen die eine stets heiß und die andere stets kühl gehalten wird. In der heißen Formkavität wird der Kunststoff aufgeschäumt und von dort als heißer Schaumstoffrohling in die gekühlte Formkavität übergeführt, wo dem Schaumstoffrohling seine endgültige Form gegeben word; gleichzeitig mit der Abkühlung findet die Stabilisierung des Schaumstoffkörpers statt.
  • Der Nachteil des erstgenannten Verfahrens liegt in einem sehr hohen Energieverbrauch sowie sehr langen Produktionsintervallen, wobei beides durch die abwechselende Aufheizung und Abkühlung einer einzigen Formkavität verursacht wird. Demgegenüber hat sich aber auch das zweite Verfahren, welches durch die in der DE-A-1 922 261 beschriebenen Vorrichtung verwicklicht wird, in der Praxis nicht bewährt, denn diese Vorrichtung benutzt zwei nebeneinander angeordnete Formstationen, wobei der in einer flachen, heißen Formstation vorgefertigte, noch verformbare Rohling mittels eines Rahmens, der einen Teil der heißen Formstation bildet, in die zweite danebenliegende, kalte Formstation gebracht wird, wobei dieser Rahmen mit dem darin befindlichen Rohling zwischen beheizten Platten oder Rollen bewegt wird, um ein unkontrolliertes Ausschäumen des Rohlings zu verhindern. Die Verwendung eines die Außenwände der Formstation bildenden Rahmens sowie zweier Heizplatten, die den Boden und Deckel dieser Formkavität bilden, beschränkt das Verfahren auf flache, einer Platte entsprechende Formteile. Außerdem bedingt die nebeneinanderliegende Anordnung der beiden getrennten Formstationen und die dazwischenliegende Schwenkeinheit für den Rahmen eine mehr als doppelte Maschinenbreite im Verhältnis zur nutzbaren Formfläche. Dabei muß nicht nur die heiße Formstation beheizt werden, sondern es müssen auch noch die ausgedehnten Leitplatten bzw.Leitrollen, die ohnehin nur schlecht isoliert werden könne, beheizt werden. Und infolge des breiten Maschinentisches und des damit verbundenen erheblichen Gewichtes müssen große Massenkräfte überwunden werden, wenn eine schnele Fahrbewegung im Sinne kurzer Produktionsintervalle angestrebt wird. Hinzu kommt alsweiterer Nachteil, daß die endgültige Form der heißen Schaumstoffplatte nur dadurch gegeben werden kann, daß sie stellenweise oder flächig wieder zusammengepreßt wird, daß der Schaumstoffkörper also schließlich mehr Material enthält, als notwendig ist.
  • Außerdem ist aus der DE-A-2 622 903 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, beider ebenfalls eine heiße Formstation und eine kalte Endformstation verwendet wird. Bei dieser Vorrichtung wird in der heißen Formkavität ebenfalls ein Rohling durch Befüllen und Erhitzen gefertigt. Dieser Rohling wird anschließend aus der heißen Formkavität entnommen und kann frei expandieren, bevor er in die kalte Formkavität eingebracht wird.
  • Diese Vorrichtung besitzt wesentliche Nachteile insofern, als der Rohling nach der Entnahme aus der heißen Formkavität nicht nur seine Maße sondern auch seine Form verändert, was das Einbringen in die kalte Formkavität sehr erschwert und oft sogar unmöglich macht. Außerdem kühlt der Rohling nach der Entnahme aus der heißen Formkavität und vor dem Einbringen in die kalte Formkavität bereits ab und läßt sich in der kalten Formkavität nur schwer noch auf die gewünschte endgültige Formgebung stabilisieren.
  • Außerdem wirkt sich das Expandieren zwischen den beiden Formkavitäten äußerst ungünstig auf die Auslegung dieser Formkavitäten aus. Da der Rohling nach der Entnahme aus der heißen Formkavität seine Maße und teilweise auch seine Formgebung verändern kann, ist es erforderlich, der kalten formkavität andere Maße zu geben als der heißen Formkavität.
  • Die Relation der Maßdifferenz kan nicht im voraus bestimmt werden, sondern muß für den jeweiligen Einzelfall experimental ermittelt werden, was die Herstellungskosten der Formkavität wesentlich erhöht.
  • Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, eine möglichst einfache Übergabe der in der heißen Formkavität schon vorgeformten Rohlinge in eine kalte Formkavität unter Vermeidung einer unkontrollierbaren Blähung und Deformation der Rohlinge zwischen den Kavitäten zu erreichen. Insbesondere sollte eine Vorrichtung geschaffen werden, die nicht nur flächige sondern auch voluminöse Schaumstoffkörper, wie Kisten, Eimer und an bestimmte Waren angepaßte Verpackungsprofilkörper herzustellen gestattet. Außerdem sollte eine automatische, funktionssichere Stapelung der gefertigten Schaumstoff-formteile erreicht werden. Zusätzlich sollten die Bewegungen der einzelnen Elemente der Vorrichtung möglichst einfach gehalten werden, und durch geringe zu bewegende Gewichte die dabei zu überwindenden Massenkräfte im Sinne schneller Produktionsintervalle möglichst klein gehalten werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ebenfalls zwei voneinander getrennte Formkavitäten, von denen die eine mit Schaumstoff- kügelchen befüllt und durch Zuführung eines Heizmediums diese Schaumstoff-kügelchen zu einem noch plastischen, aber schon vorgeformten Formkörper verbunden werden, während die zweite Formstation nach Übergabe des Formkörpers diesen durch Abkühlung in seiner endgültigen Form stabilisiert. Während die erste Formkavität ständig heiß bleibt und durch Zuführung eines Heizmediums lediglich geringe Abstrahlungsverluste ausgeglichen werden müssen, bleibt die zweite Formkavitätständig kalt zur Stabilisierung des noch verformbaren Vorformlings. Dadurch entfallen sowohl die für die wechselweise Aufheizung und Abkühlung einer einzigen Formkavität erforderlichen Zeiträume also auch der erhebliche Energieverbrauch.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht dabei darin, daß der Kern lediglich einer der beiden Formkavitäten auf der Haube und der Kern der anderen Formkavität in der Matrize angeordnet ist; dabei kann der Kern der heißen Formkavität auf der Haube der heißen Formkavität angeordnet sein, während der Kern der kalten Formkavität in der Matrize der kalten Formkavität angeordnet ist, oder der Kern der kalten Formkavität aud der Haube der kalten Formkavität angeordnet sein, während der Kern der heißen Formkavität in der Matrize der heißen Formkavität angeordnet ist. Desweiteren liegen die beiden erfindungsgemäßen Formkavitäten in einer Fluchtlinie hintereinander und sind die Hauben der Beiden Formkavitäten auf einem aus dieser Fluchtlinie herausbewegbaren Mitteltisch angeordnet, wie dies im einzelnen im Kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
  • Der in der heißen Formkavität gebildete Schaumstoffkörper läßt sich somit einfach und schnell auf direcktem Weg in die kalte Formkavität zur Stabilizierung befördern. Dazu werden die Hauben der heißen und der kalten Formkavität gleichzeitig entfernt, Dabei trägt die Haube der kalten Formkavität den stabilisierten Schaumstoffkörper aus dem vorhergegangenen Arbeitsschritt aus der Schließebene heraus. Die Hauben der Formkavitäten befinden sich vorzugsweise auf einem gemeinsamen Schiebetisch, der senkrecht zur Fluchtlinie, in der die beiden Formkavitäten liegen, angeordnet ist.
  • Die heiße Formkavität kann so ausgelegt sein, daß der in der Fluchtlinie bewegbare Fahrtisch der heißen Formkavität die Matrize der heißen Formkavität trägt und der Mitteltisch die Haube der heißen Formkavität mit dem Kern. Die kalte Formkavität ist dann so ausgelegt, daß die auf dem in der Fluchtlinie verschiebbaren Fahrtisch der kalten Formkavität befestigte Matrize der kalten Formkavität auch den Kern enthält, während die auf dem Mitteltisch befestigte Haube der kalten Formkavität eine mehr oder weniger glatte Platte bildet, Dadurch wird eine direkte Übergabe des heißen, noch sehr gut vorformbaren Rohlings aus der ihn umschließenden Matrize der heißen Formkavität in die ihn umschließende Matrize der kalten Formkavität ermöglicht, ohne daß der Rohling sich deformieren oder unkontrollierbar expandieren kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst somit die Aufgabe unter Vermeidung der erwähnten Nachteile und Erlangung erheblicher Vorteile insbesondere hinsichtlich Einfachheit und Schelligkeit der Bewegungen sowie Genauigkeit der Führungen.
  • Die vorstehende Beschreibung wird durch folgende beispielhafte Zeichnungen erläutert:
    • Figur 1 zeigt die Seitenansicht einer möglichen Bauart der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    • Figur 2 zeigt die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Temperaturen der beiden Formkavitäten gegenüber Figur 1 miteinander vertauscht sind;
    • Figur 3 zeigt einen Schnitt der Vorrichtung, wie sie in Figur 1 gezeichnet ist, entlang der Linie a-a';
    • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur, 1 mit Zug- und Drückvorrichtung für die gefertigten Formteile;
    • Fig. 5-8 zeigen die schematische Ausführung einer Verschäumform für die Fertigung von tiefen Formteilen, sowie die Bewegung eines solches Formteils aus der heißen Formkavität in die kalte Formkavität unter Vermeidung einer unkontrollierbaren Deformation des Vorformlings zwischen den beiden Formkavitäten.
  • Im einzelnen wird in Figur 1 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand einer möglicher Bauart beispielhaft erläutert, wobei 1 und 2 zwei unabhängig voneinander, horizontal bewegliche Fahrtische bezeichnen, 3 einen ausfahrbaren oder ausschwenkbaren Mitteltisch, 4 die Matrize und 5 die Haube der heißen Formkavität und 7 die Matrize und 6 die Haube de kalten Formkavität bezeichnen.
  • Der Ablauf eines Produltionsintervalls mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich demnach in folgender Reihenfolge:
    • Bei nach unten bewegtem Mitteltisch 3 liegen die beiden Formkavitäten hintereinander in einer Fluchtlinie 16 und werden durch die Schließbewegung der beiden Fahrtische 1 und 2 geschlossen. In die aus Matrize 4 und Haube 5 gebildete heiße Formkavität werden Schaumstoffkügelchen eingefüllt und mittels eines Heizmediums zu einem Formkörper verbunden. Anschließend werden die beiden Fahrtische 1 und 2 in Öffnungsstellung gefahren, wobei der gefertigte Vorformling in der Matrize 4 der heissen Formkavität verbleibt und dadurch rundum umschlossen ist, um ein unkontrolliertes Blähen und damit verbundene Deformationen zu vermeiden.
    • Anschließend fährt der Mitteltisch 3 mit der darauf befestigten Haube 5 der heißen Formkavität und der Haube 6 der kalten Formkavität aus der Schließebene der Vorrichtung heraus und erlaubt damit eine Schließbewegung des Fahrtisches 1 mit der darauf befestigten Matrize 4 der heißen Formkavität und des Fahrtisches 2 mit der darauf befestigten Matrize 7 der kalten Formkavität direkt aufeinander.
    • Der in der Matrize 4 der heißen Formkavität verbliebene Vorformling wird dann in die Matrize 7 der kalten Formkavität direkt übergeben, wobei an sich bekannte mechanische oder pneumatische Hilfsmittel unterstützend eingreifen können. Anschliessend öffnen die beiden Fahrtische 1, 2 sich wieder, wobei der Vorformling sich nunmehr in der Matrize 7 der kalten Formkavität befindet.
    • Der Mitteltisch 3 wird numehr wieder nach unten in die Schließebene der beiden Fahrtische 1 und 2 bewegt, wodurch die kompletten beiden Formkavitäten wieder in einer Ebene liegen. Durch Schliessen der beiden Fahrtische 1 und 2 werden die Matrize 4 und die Haube 5 der heißen Formkavität, sowie die Haube 6 und die Matrize 7 der kalten Formkavität wieder geschlossen, wobei der in der Matrize 7 befindliche Vorformling endgültig zum Formteil in gewünschter Ausführung stabilisiert wird, während in die heiße Formkavität, gebildet aus Matrize 4 und Haube, bereits wieder Schaumstoff- kügelchen eingefüllt werden können.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht der Kern 17 in der Matrize 7 der kalten Formkavität auf dem Fahrtisch 2 der kalten Formkavität dem Kerm 17 der Haube 5 der heißen Formkavität auf dem Mitteltisch. Dieser Kern 17 kann beliebige Form besitzen. Bei der in den Figuren 1 bis 8 abgebildeten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kern 17 jeweils starr mit dem Boden 15 der kalten Formkavität bzw. der Haube 5 der heißen Formkavität verbunden.
  • In Figur 2 ist eine ganz entsprechende Verkörperung der Erfindung dargestellt; sie unterscheidet sich von der in der Figur 1 dargestellten Abbildung dadurch, daß die Temperaturen der beiden Formkavitäten miteinander vertauscht sind. In Figur 2 ist demnach der Kern 17 der kalten Formkavität auf der Haube 55 der kalten Formkavität angeordnet. Gebildet wird hier die kalte Formkavität aus der Matrize 44 der kalten Formkavität und der Haube 55 der kalten Formkavität. Entsprechend ist der Kern 17 der heißen Formkavität in der Matrize 77 der heißen Formkavität angeordnet. Die heiße Formkavität wird von der Matrize 77 der heißen Formkavität und der Haube 66 der heißen Formkavität gebildet. Die Matrize 77 der heißen Formkavität ist auf dem Fahrtisch 2 und die Matrize 44 der kalten Formkavität auf dem Fahrtisch 1 angeordnet. Entsprechend sind die Haube 55 der kalten Formkavität und die Haube 66 der heißen Formkavität auf dem Mitteltisch 3 angeordnet. Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist ganz analog zu derjenigen, die in Figur 1 dargestellt und weiter oben beschrieben ist.
  • Figur 3 zeigt beispielsweise eine mögliche Bauart des Mitteltisches 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 1, wobei hier von einem feststehenden Mitteltisch der Vorrichtung ausgegangen wird. Ineinem Rahmen 8, ist der Mitteltisch 3 geführt, 5 wäre demnach bei Ansicht gemäß der Linie a-a' der Figur 1 die Haube 5 der heißen Formkavität. Selbstverständlich kann dieser Mitteltisch 3 auch so angeordnet werden, daß er seitlich herausfahrbar oder herausschwenkbar angeordnet ist. Desweiteren kann der Mitteltisch 3 auch waagrecht angeordnet sein, wenn die Fluchtlinie 16 der erfindungsgemäßen Vorrichtung senkrecht angeordnet ist; es hat sich gezeigt, daß auch dann noch die erfindungsgemäße Vorrichtung reibungslos funktioniert. Die Aufgabe des Mitteitisches 3 bei de erfindungsgemäßen Vorrichtung muß es jedoch immer sein, das direkte Gegeneinanderfahren der beiden Fahrtische 1 und 2 und die dadurch erfolgende direkte und kontrollierbare Übergabe des Vorformlings aus der Matrize 4 der heißen Formkavität in die Matrize 7 der kalten Formkavität zu ermöglichen.
  • Figur 4 zeigt beispielsweise eine mögliche zusätzliche Ausstattung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 1, u, eine vollautomatische Entnahme und anschließende Stapelung der gefertigten Formteile 11 zu ermöglichen. Bezeichnet sind mit 9 ein gerade aus der Matrize 4 der heißen Formkavität in die Matrize 7 der kalten Formkavität übergebener Vorformling und mit 10 ein in der aus der Haube 6 und der Matrize 7 gebildeten kalten Formkavität stabilisiertes Formteil, das bei Öffnung der beiden Fahrtische 1 und 2 aus der Matrize 7 auf die Haube 6 der kalten Formkavität im vorhergegangenen Fertigungsschritt übergeben und bei Ausfahren des Mitteltisches 3 aus der Schließebene mit herausgenommen wurde. Hierbei wird der Zeitraum für die Entnahme des Stabilisierten Formteiles 10 vom Mitteltisch 3 benutzt, für den der Mitteltisch ohnehin in ausgefahrener Stellung verharren muß, um zwischenzeitlich eine Übergabe des inzwischen gefertigten Vorformlings 9 aus der Matrize 4 der heißen Formkavität in die Matrize 7 der kalten Formkavität zu ermöglichen. Dadurch entsteht kein ansonsten üblicher erheblicher Zeitverlust für Entformung oder Entnahme der gefertigten Formteile.
  • Gleichzeitig dient eine Zug- und Drückvorrichtung 12 bei später wieder in die Schließebene eingefahrenem Mitteltisch 3 der Stapelung der Formteile durch einfache Vorwärtsbewegung durch den vom Mitteltisch 3 freigemachten Raum und das dadurch erfolgende Eindrüken in eine seitlich die Formteile 11 klemmende Stapelvorrichtung 13.
  • Die Figuren 5-8 zeigen eine mögliche Ausführungsform der beiden Formkavitäten. Auf den ausfahrbaren oder ausschwenkbaren Mitteltisch 3 sind die Haube 5 der heißen Formkavität und die Haube 6 der kalten Formkavität befestigt sind. Zur Übergabe des Vorformlings 9 aus der Matrize 4 der heißen Formkavität in die Matrize 7 der kalten Formkavität sind diese Matrizen mit bewegbaren oder verschiebbaren Böden 14, 15 ausgerüstet. Die Figuren 5-8 zeigen einen Vorformling 9 auf seinem Weg von der heißen Formkavität in die kalte Formkavität bis zum stabilisierten Formteil 10. Daß sich in Figur 5 noch ein stabilisiertes Formteil in der aus haube 6 und Boden 15 gebildeten kalten Formkavität befinden kann, und in Figur 8 bereits wieder ein Vorformling in der aus Boden 14, Matrize 4 und Haube 5 gebildeten heißen Formkavität gefertigt werden kann, wurde dabei nicht berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 befindet sich in den Figuren 5 und 8 in Schließstellung mit in die Schließebene eingefahrenem Mitteltisch 3, in den Figuren 6 und 7 in Schließstellung mit aus der Schließebene gefahrenem Mitteltisch 3. Wie aus Figur 6 ersichtlich, wird der in der heißen formkavität gefertigte Vorformling 9 beim Schließeb der Vorrichtung mit ausgefahrenem Mitteltisch 3 von einer aus der Matrize 4 mit Boden 14 der heißen Formkavität und dem Boden 15 der kalten Formkavität gebildeten Formkavität umschlossen. Bei paralleler Bewegung oder Verschiebung der Böden 14, 15 beider Formkavitäten wird der Vorformling 9 aus der heißen Formkavität in die kalte Formkavität übergeben unter vollkommener Kontrolle und under Ausschuß eines unkontrollierbaren Blähens und damit verbundener Deformation. Formwerkzeuge nach dieser beispielhaft beschiebenen Ausführung im Einsatz auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichen auch die Fertigung tieferer Formteile wie Schachteln und Kisten.
  • Entsprechend konnen die Formkavitäten bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 ausgebildet sein. Hierbei sind zum Verständnis der Figuren 5-8 lediglich folgende Ergänzungen vorzunehmen:
    • Die Matrize 4 der heißen Formkavität wird zur Matrize 44 der kalten Formkavität;
    • die Haube 5 der heißen Formkavität wird zu der Haube 55 der kalten Formkavität;
    • die Haube 6 der kalten Formkavität wird zu der Haube 66 der heißen Formkavität und
    • die Matrize 7 der kalten Formkavität wird zu der Matrize 77 der heißen Formkavität.
  • Die oben beschriebene, erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die Fertigung von Schaumstofformteilen in äußerst kurzen Produktionsintervallen bei äußerst geringem Energievenbrauch.
  • Bei Vergleich einer Fertigung von Radioverpackungen . in . den . Abmessungen 340x235x148 mm (LängexBreitexTiefe) sowie einer maximalen Wanddicke von ca. 45 mm ergaben sich erhebliche Vorteile zu den heute üblichen Produktionsvorrichtungen mit nur einer einzelnen Formkavität, die abwechselnd aufgeheizt und abgekühlt werden muß.
  • So betragen die Produktionsintervalle bei den heute üblichen Vorrichtungen ca. 140 bis 150 Sekunden, der Dampfverbrauch je Formteil ca. 7,3 kg (Sattdampt 2,5 bar). Die Produktionsintervalle bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung betragen höchstens 42 Sekunden, der Dampfverbrauch je Formteil ca. 0,92 kg.
  • Die in der Praxis sich ergebenden Vorteile bei der Fertigung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind offensichtlich.
  • Bei Ausrüstungen der erfingungsgemäßen Vorrichtung mit einer solchen beispielhaft gezeigten Entnahme-und Stapelvorrichtung (siehe Fig. 4) werden die Formteile nicht nur rationell gefertigt, sondern auch ohne jegliche Verzögerung der Produktionsintervalle automatisch entnommen und verpackungsbereit gestapelt. Schaumstofformteile, wie sie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefertigt werden, wurden-bisher überwiegend lediglich aus einer Formhälfte ausgeworfen und mußten von Hand aufgenommen und gestapelt werden. Die hierbei entstehenden Kosten können bis zu 40% der gesammten Fertigungskosten betragen und entfallen nun bei Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso wie die sonst übliche Verlängerung des Produktionsintervalles.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Fertigung von beliebig gestalteten Formteilen aus Schaumkunststoff, vorzugsweise expandierbarem Polystyrol, bei der die Formgebung in zwei voneinander getrennten jeweils eine Matrize (4,7 bzw. 44,77), einen Kern (17) und eine Haube (5,6 bzw. 55,66) aufweisenden Formkavitäten erfolgt, von denen die eine ständig heiß und die andere ständig kalt gehalten wird, dergestalt, daß in die heiße Formkavität Schaumstoffkügelchen gefüllt und diese durch Zuführung eines Heizmediums, vorzugsweise Wasserdampf, zu einem Vorformling verbunden werden, worauf dieser Vorformling der kalten Formkavität zweks endgültiger Formgebung und Stabilisierung übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (17) lediglich einer der beiden Formkavitäten auf der Haube (5 bzw. 55) und der Kern (17) der anderen Formkavität in der Matrize (7 bzw. 77) angeordnet ist und daß die heiße und die kalte Formkavität in einer Fluchtlinie (16) in Reihe angeordnet sind, wobei die Matrize (4 bzw. 77) der heißen Formkavität und die Matrize (7 bzw. 44) der kalten Formkavität auf je einem in der Fluchtlinie (16) bewegbaren Fahrtisch (1,2) angeordnet und die Haube (5 bzw. 66) der heißen Formkavität und die Haube (6 bzw. 55) der kalten Formkavität gemeinam auf einem aus der gennanten Fluchtlinie (16) herausbewegbaren Mitteltisch (3) angeordnet sind und der in der Matrize der heißen Formkavität befindliche Vorformling (9) direkt in die Matrixe der kalten Formkavität bei aus der Fluchtlinie (16) herausbewegtem Mitteltisch (3) übergebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zug- und Drückvorrichtung (12) senkrecht zur Ebene des Mitteltisches (3) gegenüber de Lage des ausgefahrenen Mitteltisches auf der Seite der kalten Formkavität angeordnet und verschiebbar ist und entsprechend auf der Seite der heißen Formkavität eine Stapelvorrichtung (13) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Matrizen (4,7 bzw. 44,77) jeweils einen Boden (14,15) besitzen, der in jeder Matrize in der Fluchtlinie (16), in der die beiden Formkavitäten liegen, verschiebbar ist.
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